JP6082203B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、カーカス層とインナーライナー層との間にゴム層を介在させて内面不良を低減できるようにした空気入りタイヤに関する。

一般に、タイヤの加硫では、ブラダーと呼ばれるゴム袋と金型とを備えたタイヤ加硫装置が使用される。ブラダーの内部にはスチームや窒素ガスなどの加熱加圧媒体が供給され、それにより膨張したブラダーがグリーンタイヤの内面に押し当てられる。グリーンタイヤは、膨張したブラダーによりシェーピングされて金型の内面に密着し、タイヤ内面とタイヤ外面の両方から加熱加圧が施される。

ブラダーは、グリーンタイヤの内面に押し当てられる過程で、最初にタイヤのトレッド部の幅方向中央部分とビード部に接触し、そこから徐々に他の部位に接触していき、最後にベルト端位置からタイヤ最大幅位置に至る領域（以下、「最終接触領域」と呼ぶ。）に接触する。かかる挙動に起因して、最終接触領域ではタイヤ内面のゴムが伸ばされやすく、その結果、ゴム厚みが不均一で局所的に肉薄になる傾向にあった。

このようなタイヤ内面でのゴム厚みの不均一化が顕著であると、そのゴム厚みが小さい箇所において、カーカス層のプライコードがインナーライナー層に減り込んでしまい、内面不良を生じやすくなる。また、内面不良を生じるほどではなくても、最終接触領域にゴム厚みの小さい箇所が形成されることで横剛性が低下し、それによって操縦安定性の悪化を引き起こす恐れがある。

特許文献１には、カーカス層とインナーライナー層との間に略均一な厚みのタイゴム層を設け、そのタイゴム層の外端を２番目に幅が広いベルト層のエッジからタイヤ幅方向内側へ該ベルト層の幅の１０〜４０％の範囲内に配置したタイヤが記載されている。しかし、このようなタイゴム層の配置のみでは、最終接触領域におけるタイヤ内面のゴム厚みの不均一化を避けられず、そればかりか重量増によって転がり抵抗が悪化する恐れがある。

特許文献２〜４においても、カーカス層とインナーライナー層との間にゴム層を介在させたタイヤ構造が開示されているものの、上記と同様に最終接触領域におけるタイヤ内面のゴム厚みの不均一化が避けられない、重量増によって転がり抵抗の悪化を生じる、或いは、最終接触領域においてタイヤ内面のゴム厚みを補填しうるものではないため、上述した不具合は解消されない。

特開２００９−２７９９７４号公報 特開２０００−１４２０２２号公報 特開平１１−１８９０１７号公報 特開平７−１８６６０９号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、所定領域におけるタイヤ内面のゴム厚みの不均一化を抑えて内面不良の低減と操縦安定性の確保を達成し、それでいて重量増による転がり抵抗の悪化を抑制できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、一対のビード部の間に設けられたカーカス層と、トレッド部における前記カーカス層の外周側に積層された複数のベルトプライからなるベルト層と、前記カーカス層の内周側に設けられてタイヤ内面を構成するインナーライナー層とを備える空気入りタイヤにおいて、複数の前記ベルトプライのうち最も幅広のベルトプライにおけるベルト端位置の近傍に配された外端から、タイヤ最大幅位置の近傍に配された内端まで連続して延び、前記カーカス層と前記インナーライナー層との間に介在する増厚ゴム層を備え、前記増厚ゴム層の最大厚み位置が、前記増厚ゴム層の外端よりもタイヤ径方向内側で且つ前記増厚ゴム層のペリフェリ中央よりもタイヤ径方向外側にあり、外端と内端における前記増厚ゴム層の厚みが、それぞれ前記最大厚み位置における前記増厚ゴム層の厚みよりも小さいものである。

この空気入りタイヤでは、上記の如き増厚ゴム層を設けていることにより、最終接触領域におけるタイヤ内面のゴム厚みが増加し、該ゴム厚みの不均一化を抑えて、内面不良の低減と操縦安定性の確保を達成できる。しかも、増厚ゴム層の外端、内端及び最大厚み位置を所定の箇所に設定したことで、必要な部位だけに増厚ゴム層を配置しつつ、ゴム厚みを重点的に増加して、重量増による転がり抵抗の悪化を極力抑えることができる。

本発明では、前記増厚ゴム層のペリフェリ長がタイヤ断面高さの０．３〜０．５倍であるものが好ましい。この比率が０．３倍以上であることにより、増厚ゴム層のペリフェリ長を適度に確保し、タイヤ内面のゴム厚みの不均一化を良好に抑えることができる。それでいて、この比率が０．５倍以下であることにより、増厚ゴム層のペリフェリ長が過大になることを防ぎ、転がり抵抗の悪化をより適切に抑制できる。

本発明では、前記増厚ゴム層の外端が、複数の前記ベルトプライのうち二番目に幅広のベルトプライにおけるベルト端位置からタイヤ幅方向内側へ該ベルトプライの幅の１０％となる位置かそれよりもタイヤ幅方向外側に配置されている。これにより必要な部位だけに増厚ゴム層を精度良く配置して、最終接触領域におけるタイヤ内面のゴム厚みの不均一化を抑えつつ、重量増を適切に抑制できる。

本発明では、前記増厚ゴム層の内端とタイヤ最大幅位置とのタイヤ径方向距離が、タイヤ断面高さの０．２倍以内である。これにより必要な部位だけに増厚ゴム層を精度良く配置して、最終接触領域におけるタイヤ内面のゴム厚みの不均一化を抑えつつ、重量増を適切に抑制できる。

本発明では、４．０〜１０．０ＭＰａの１００％引張モジュラスを有する高モジュラスゴムが、前記増厚ゴム層の最大厚み位置に少なくとも部分的に配されているものが好ましい。これにより、最終接触領域において、より詳しくは増厚ゴム層の最大厚み位置において、加硫成形時におけるタイヤ内面のゴムの伸びを小さくし、該タイヤ内面でのゴム厚みの不均一化を良好に抑制できる。１００％引張モジュラスは、ＪＩＳＫ６２５１：２００４に準拠して２５℃で測定される。

本発明では、前記増厚ゴム層が、ペリフェリ長が相対的に大きい長ゴム層と、ペリフェリ長が相対的に小さく且つ前記最大厚み位置に配された短ゴム層とを重ねて構成され、前記短ゴム層が前記長ゴム層よりも１００％引張モジュラスの高いゴムで形成されているものが好ましい。これにより、増厚ゴム層の最大厚み位置においてモジュラスが高められ、加硫成形時におけるタイヤ内面のゴムの伸びを小さくし、該タイヤ内面でのゴム厚みの不均一化を簡便に抑制することができる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線断面図 増厚ゴム層の形成に用いられるゴムシートの断面図 増厚ゴム層の形成に用いられるゴムシートの他の例を示す断面図 増厚ゴム層の形成に用いられるゴムシートの他の例を示す断面図 比較例の増厚ゴム層の形成に用いたゴムシートの断面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１に示した空気入りタイヤは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａが埋設され、硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂがビードコア１ａのタイヤ径方向外側に配されている。

また、この空気入りタイヤは、一対のビード部１の間に設けられたカーカス層４と、トレッド部３におけるカーカス層４の外周側に積層された複数の（本実施形態では２枚の）ベルトプライ５１，５２からなるベルト層５と、カーカス層４の内周側に設けられてタイヤ内面を構成するインナーライナー層６と、カーカス層４とインナーライナー層６との間に介在する増厚ゴム層７とを備える。

カーカス層４は、全体としてトロイド状をなしつつ、ビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟み込むようにして端部が巻き上げられている。カーカス層４は少なくとも１枚のカーカスプライで構成され、該カーカスプライは、タイヤ周方向に対して略直交する方向に引き揃えたプライコードをトッピングゴムで被覆して形成されている。プライコードには、有機繊維コード又はスチールコードが好適に使用される。

ベルト層５を構成する複数のベルトプライ５１，５２のうち、内周側に配されたベルトプライ５１はベルトプライ５２よりも幅広に形成されている。各ベルトプライ５１，５２は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に引き揃えたベルトコードをトッピングゴムで被覆して形成され、該ベルトコードがプライ間で互いに逆向きに交差するように積層されている。

インナーライナー層６は、空気圧を保持するために設けられ、気体の透過を阻止する機能に優れたゴムで形成されている。増厚ゴム層７が配されている部位を除いて、インナーライナー層６の外周側にはカーカス層４が接している。

増厚ゴム層７は、複数のベルトプライ５１，５２のうち最も幅広のベルトプライ５１におけるベルト端位置５１Ｅの近傍に配された外端７Ｅｏから、タイヤ最大幅位置ＢＰの近傍に配された内端７Ｅｉまで連続して延びており、タイヤ周方向に沿って環状に形成されている。本実施形態の増厚ゴム層７は、図２に示した断面三角形状のゴムシート７０で形成され、これがタイヤ成形時の変形に伴って湾曲したものである。

増厚ゴム層７の最大厚み位置７Ｐは、外端７Ｅｏよりもタイヤ径方向内側で且つ増厚ゴム層７のペリフェリ中央７Ｃよりもタイヤ径方向外側にある。また、外端７Ｅｏと内端７Ｅｉにおける増厚ゴム層７の厚みは、それぞれ最大厚み位置７Ｐにおける増厚ゴム層７の厚みよりも小さい。このように、タイヤ子午線断面に現れる増厚ゴム層７は、ペリフェリ長ＰＬに沿って厚みが不均一であるとともに、ペリフェリ中央７Ｃに関して断面形状が非対称である。

ここで、ペリフェリ長ＰＬは、タイヤ子午線断面に現れる増厚ゴム層７の内周面に沿って測定される曲線の長さであり、タイヤ成形により伸張する前のゴムシート７０の長さ７０Ｌに対応した長さである。ペリフェリ中央７Ｃは、ペリフェリ長ＰＬの中央位置である。増厚ゴム層７の厚みは、タイヤ子午線断面において測定されるものとする。

このような増厚ゴム層７を設けることにより、ベルト端位置５１Ｅからタイヤ最大幅位置ＢＰに至る最終接触領域においてタイヤ内面のゴム厚みが増加する。最終接触領域はブラダーが膨張過程の終盤で接触する領域であり、それ故にタイヤ内面のゴムが伸ばされやすいものの、増厚ゴム層７によってゴム厚みを増していることで、該ゴム厚みの不均一化を抑えられる。つまり、ブラダーの不均一な接触に対して、タイヤ内面のゴム厚みが局所的に肉薄になることを防ぐことができる。

また、増厚ゴム層７の最大厚み位置７Ｐを外端７Ｅｏとペリフェリ中央７Ｃとの間に配置しつつ、外端７Ｅｏや内端７Ｅｉでは最大厚み位置７Ｐよりも厚みを小さくしているため、必要な部位だけに増厚ゴム層７が配されるとともに、最も伸ばされやすい箇所で重点的にゴム厚みが増す。その結果、最終接触領域におけるタイヤ内面のゴム厚みの不均一化を抑えて内面不良の低減と操縦安定性の確保を達成し、重量増による転がり抵抗の悪化を抑制することができる。

増厚ゴム層７のペリフェリ長ＰＬは、タイヤ断面高さＨの０．３〜０．５倍であることが好ましい。最大厚み位置７Ｐにおける増厚ゴム層７の厚みは、例えば０．３ｍｍ以上であり、生産性の観点から０．５ｍｍ以上であることが好ましい。また、最大厚み位置７Ｐにおける増厚ゴム層７の厚みは２．０ｍｍ以下が好ましく、本実施形態のように１枚のゴムシートにより増厚ゴム層７が形成される場合、該厚みは１．０ｍｍ以下であることが好ましい。

外端７Ｅｏは、複数のベルトプライ５１，５２のうち二番目に幅広のベルトプライ５２におけるベルト端位置５２Ｅからタイヤ幅方向内側へ該ベルトプライ５２の幅Ｗの１０％となる位置かそれよりもタイヤ幅方向外側に配置されることが好ましい。これにより増厚ゴム層７を必要な部位だけに配置して、不要な重量増を抑えられる。最終接触領域におけるタイヤ内面のゴム厚みを的確に増加するうえで、外端７Ｅｏは、ベルトプライ５１のベルト端位置５１Ｅかそれよりもタイヤ幅方向内側に配置されていることが好ましい。

増厚ゴム層７の内端７Ｅｉとタイヤ最大幅位置ＢＰとのタイヤ径方向距離Ｇは、タイヤ断面高さＨの０．２倍以内であることが好ましい。内端７Ｅｉがタイヤ最大幅位置ＢＰよりもタイヤ径方向内側で距離Ｇが０．２Ｈを超えると、最終接触領域から大きく離れた部位に増厚ゴム層７が配され、不要な重量増を生じる。また、内端７Ｅｉがタイヤ最大幅位置ＢＰよりもタイヤ径方向外側で距離Ｇが０．２Ｈを超えると、最終接触領域においてタイヤ内面のゴム厚みの増分が少なくなり、改善効果が小さくなる傾向にある。

最大厚み位置７Ｐから外端７Ｅｏまでのペリフェリ長ＰＬに沿った長さＬ１は、好ましくはペリフェリ長ＰＬの４０±５％、より好ましくはペリフェリ長ＰＬの４０±３％である。これにより、最終接触領域のタイヤ内面で最も伸ばされやすい箇所に最大厚み位置７Ｐを設定し、内面不良の低減と操縦安定性の確保をより良好に達成できる。本実施形態では、最大厚み位置７Ｐから外端７Ｅｏと内端７Ｅｉに向かって、増厚ゴム層７の厚みが徐々に小さくなっている。

最終接触領域においてタイヤ内面のゴムの伸びを小さくし、該タイヤ内面でのゴム厚みの不均一化を抑制するうえで、４．０〜１０．０ＭＰａの１００％引張モジュラスを有する高モジュラスゴムが、増厚ゴム層７の最大厚み位置７Ｐに少なくとも部分的に配されていることが好ましい。増厚ゴム層７の全体を高モジュラスゴムで形成することも可能であるが、最大厚み位置７Ｐの周辺を高モジュラスとし、残りを低モジュラスとすることで、乗心地性を有効に確保できる。

増厚ゴム層は、図３，４に例示したゴムシート７１，７２を用いて形成することも可能である。図３のゴムシート７１は断面台形状をなしており、図４のゴムシート７２は二層で構成されている。どちらのゴムシートにおいても、最大厚みを有する部分がペリフェリ長に沿った幅を有することになるが、その部分の幅中央位置が最大厚み位置７Ｐとして定められる。

図４のゴムシート７２により形成される増厚ゴム層は、ペリフェリ長が相対的に大きい長ゴム層７２ａと、ペリフェリ長が相対的に小さく且つ最大厚み位置に配された短ゴム層７２ｂとを重ねて構成される。短ゴム層７２ｂを長ゴム層７２ａよりも１００％引張モジュラスの高いゴムで形成すれば、最大厚み位置のモジュラスを高めて、タイヤ内面でのゴム厚みの不均一化を簡便に抑制できる。これらのうち少なくとも短ゴム層７２ｂは、上述した高モジュラスゴムで形成することが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如き増厚ゴム層を設けること以外は、通常の空気入りタイヤと同等に構成でき、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）加硫故障（内面不良）
加硫後のタイヤの断面を調査し、最も幅広のベルトプライにおけるベルト端位置からタイヤ最大幅位置の間で、カーカス層の内周側におけるタイヤ内面のゴム厚みが０．４ｍｍ以下（小数点第二位は四捨五入）となる場合を内面不良と判定した。内面不良と判定されたものは×で示し、そうでないものは○で示した。

（２）操縦安定性
２０００ｃｃの国産車にタイヤを装着して車両指定の空気圧とし、直進走行やコーナリング走行を実施して、ドライバーの官能試験により１０点満点で評価した。数値が大きいほど操縦安定性に優れていることを示す。

（３）転がり抵抗
転がり抵抗試験機を用いたドラム走行試験によって、タイヤの転がり抵抗を測定した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、数値が小さいほど転がり抵抗に優れていることを示す。

評価に供したタイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、増厚ゴム層の断面形状やモジュラスを除いて、各例におけるタイヤ構造やゴム配合は共通している。比較例１では、図５（ａ）の厚みが均一な１枚のゴムシート７３で増厚ゴム層を形成し、比較例２では、図５（ｂ）の厚みが均一な２枚のゴムシート７４で増厚ゴム層を形成した。比較例３では、図５（ｃ）の三日月形状のゴムシート７５で増厚ゴム層を形成した。ゴムシート７５は中央で最も厚いため、その増厚ゴム層の最大厚み位置はペリフェリ中央に位置する。

実施例１，２では、図２のゴムシート７０で増厚ゴム層を形成した。実施例３では、図３のゴムシート７１で増厚ゴム層を形成した。実施例４，５では、図４のゴムシート７２で増厚ゴム層を形成した。このうち実施例２〜５は、増厚ゴム層の全体を上述した高モジュラスゴムで形成した。更に、実施例５では、短ゴム層を長ゴム層よりも１００％引張モジュラスの高いゴムで形成した。表１におけるモジュラスの値は、比較例１を１００としたときの指数で表示している。

表１に示すように、各実施例では、内面不良の発生を低減しながら操縦安定性を確保し、それでいて転がり抵抗の悪化を抑制できており、比較例１〜３よりも結果が良好である。特に、増厚ゴム層を高モジュラスで形成した実施例２〜５では、その改善効果が良好に高められている。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカス層
５ ベルト層
６ インナーライナー層
７ 増厚ゴム層
７Ｃ ペリフェリ中央
７Ｅｉ 内端
７Ｅｏ 外端
７Ｐ 最大厚み位置
５１ ベルトプライ
５１Ｅ ベルト端位置
５２ ベルトプライ
７２ａ 長ゴム層
７２ｂ 短ゴム層
ＰＬ ペリフェリ長

Claims (4)

1. 一対のビード部の間に設けられたカーカス層と、トレッド部における前記カーカス層の外周側に積層された複数のベルトプライからなるベルト層と、前記カーカス層の内周側に設けられてタイヤ内面を構成するインナーライナー層とを備える空気入りタイヤにおいて、
   複数の前記ベルトプライのうち最も幅広のベルトプライにおけるベルト端位置の近傍に配された外端から、タイヤ最大幅位置の近傍に配された内端まで連続して延び、前記カーカス層と前記インナーライナー層との間に介在する増厚ゴム層を備え、
   前記増厚ゴム層の最大厚み位置が、前記増厚ゴム層の外端よりもタイヤ径方向内側で且つ前記増厚ゴム層のペリフェリ中央よりもタイヤ径方向外側にあり、外端と内端における前記増厚ゴム層の厚みが、それぞれ前記最大厚み位置における前記増厚ゴム層の厚みよりも小さく、
   前記増厚ゴム層の外端が、複数の前記ベルトプライのうち最も幅広のベルトプライのベルト端位置かそれよりもタイヤ幅方向内側に配置されていて、複数の前記ベルトプライのうち二番目に幅広のベルトプライにおけるベルト端位置からタイヤ幅方向内側へ該ベルトプライの幅の１０％となる位置かそれよりもタイヤ幅方向外側に配置されていて、
   前記増厚ゴム層の内端とタイヤ最大幅位置とのタイヤ径方向距離が、タイヤ断面高さの０．２倍以内であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記増厚ゴム層のペリフェリ長がタイヤ断面高さの０．３〜０．５倍である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. ４．０〜１０．０ＭＰａの加硫後の１００％引張モジュラスを有する高モジュラスゴムが、前記増厚ゴム層の最大厚み位置に少なくとも部分的に配されている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記増厚ゴム層が、ペリフェリ長が相対的に大きい長ゴム層と、ペリフェリ長が相対的に小さく且つ前記最大厚み位置に配された短ゴム層とを重ねて構成され、前記短ゴム層が前記長ゴム層よりも加硫後の１００％引張モジュラスの高いゴムで形成されている請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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